流水灯电路课程设计

流水灯电路课程设计

河南机电高等专科学校

电子技术课程设计报告设计课题：流水灯电路课程设计

专业班级：

学生姓名：

学生学号：

指导教师：

成绩：

二○一三年十二月五日

流水灯电路

一、设计任务与要求

1.设计任务

设计一流水灯电路，使8个彩色发光二极管逐个亮、灭，扭动滑动变阻器改变发光二极管点亮的时间。

该流水灯电路实现以下功能：

（1）八路彩灯从上到下逐次渐亮，间隔长短由滑动变阻器连入电路的阻值控制。

（2）八路彩灯从下到上逐次渐灭，间隔长短由滑动变阻器连入电路的阻值控制。

二、方案设计与论证

流水灯电路原理图：

R

4

DC

7

Q 3G N D

1

V C C

8

TR 2

TH

6

CV

5

U1

555

R1

1k

R2

1k

C1

10u

D03Q014D14Q113D25Q212D36

Q311RCO

15

ENP 7ENT 10CLK 2LOAD 9MR 1

U2

74LS161

A 1

B 2C

3

E16E24E35

Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y7

7

U3

74LS138

R3

470

R4

470

R5

470

D1

LED-GREEN

D2

LED-GREEN

R6

470

D7

LED-RED

D8

LED-RED

R7

470

R8

470

R9

470

R10

470

D3

LED-RED

D4

LED-RED

D5

LED-YELLOW

D6

LED-YELLOW

RV1

50k

从原理图可以看出，如果我们想让接在V0口的D1亮起来，那么我们只要把V0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在V0口的D1熄灭，就要把V0口的电平变为高电平就可以；同理，接在V1～V7口的其他7个D 的点亮和熄灭方法方法同D1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将D2～D8依次点亮、熄灭，依始类推，8只D 变会一亮一暗的做流水灯了。

实现8个D 流水灯程序用中文表示为：V0低、延时、V0高、V1低、延时、V1高、V2低、延时、V2高、V3低、延时、V3高、V4低、延时、V4高、V5低、延时、V5高、V6低、延时、V6高、V7低、延时、V7高、返回到开始、程序结束。

滑动变阻器

电源

图1—1 参考布局

三、单元电路参数计算与原理分析

原电路设计主要是有555定时器、滑动电阻、电容、二极管等元件 。参数计算主要是555定时器的参数计算。555定时器的内部电路包括以下几部分：一个有三个阻值相等的电阻〔5千欧〕组成的分压电器，两个电压比较器A1和A2，一个R —S 触发器，一个三极管T 和一个反相器。

三个等值电阻组成的分压器为两个电压比较器提供基准电压。电压比较器A1的基准电压为2/3Ucc,加在A1的负端；电压比较器A2的基准电压为1/3Ucc ，加在A2的正端。A1的正端为域值端6（TH ），A2的负端为触发端2（TH ）。在域值端6和触发端2外加输入信号与两基准电压比较，决定比较器的输出状态，用来启发电路。当域值端输入的电压大于2/3Ucc 时，比较器A1输出高电平，C1=1；当域值端输入的电压小于2/3Ucc 时，A1输出底电平，C1=0；。同理，当触发器输入的电压小于1/3Ucc 时，比较器A2输出高电平，C2=1；当触发器输入的电压大于1/3Ucc 时，比较器A2输出高电平，C2=0。两个比较器的输出作为R —S 触发器的输入信号，因而两个比较器的输出状态可确定触发器的状态。以上是555定时器的原理设计也是各参数的计算。555定时器原理图如下：

图1-2 555管脚图

图

1-3NE555电路引脚图

图1-4NE555电路内部方框图

分析表明：多谐振荡器的振荡周期是振荡器的重要参数，周期的计算方式如下：

T

1≈(R

1

+R

2

)C㏑2

≈0.7(R

1

+R

2

)C

T

2≈0.7R

2

C

∴T=T

1+T

2

=(R

1

+2R

2

)C

∴振荡周期为

f=1/T≈1/0.7(R

1+2R

2

)C=1.43/(R

1

+2R

2

)C

据上述公式进行计算，求出每种器件的理论数值，然后选择元器件。

数字集成电路有多种，各种类型都有自己的特点，选择适合本电路的555

定时器。在选取电路的电阻和电容时，其材料要适合，不宜选用电感效

应大的线饶电阻。选择合适的阻容元件时，注意电阻器的允许误差范围

与最大功率。注意电容的容量与耐压值。

四、总原理图及元器件清单